基于實驗探究與創(chuàng)新意識的課堂教學

劉廣斌

摘要：實驗探究既是學生獲取知識的手段與技能，也是培養(yǎng)學生科學精神與科學思維的重要載體。文章以人教版九年級化學“空氣”等部分實驗教學為例，介紹了如何進行實驗探究教學，以及如何在探究教學中引領學生不走尋常路，啟迪學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新的科學精神。

關鍵詞：實驗探究;創(chuàng)新意識;科學精神

文章編號：1008-0546（2019）10-0089-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.024

學生既是教育教學的對象，又是學習的主體，更是現實社會的成員之一。因此，葉瀾教授認為，學科教學的最終目的就不僅僅是“為學生提供認識現實世界的理論知識”“更應為學生建設與改造現實世界進行思維與策略、方法與技巧上的訓練，使學生形成特有的運算符號和邏輯工具”。

作為課程重要內容的化學實驗，兼具趣味性、探究性、思考性、創(chuàng)新性于一體。因此，在平時的實驗教學中，若結合不同的教學情境，適當地開展實驗探究性教學，不僅可以讓學生體驗知識的產生與形成過程，在體驗的過程中培養(yǎng)理性思維，獲取分析問題、解決問題的基本技能，形成良好的思維方法，以學科思維發(fā)展推動知識學習，而且，在對實驗方案的設計、評價、交流、反思的過程中，可以進一步增強學生的團隊合作意識、客觀公正的科學態(tài)度;實驗方案改進的過程，既是對所學知識或能力的一次檢閱，更是一次對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。下面，我們就人教版九年級化學“空氣”的相關實驗內容，與大家一起探討如何基于實驗探究與創(chuàng)新意識開展課堂教學。

一、挖掘素材，培養(yǎng)學生的探究能力與創(chuàng)新意識

化學學科起源于實驗，又依賴于實驗，化學實驗大致可分為數據測量類實驗、探究性實驗，以及結論驗證性實驗。并非所有化學實驗都有探究價值，唯有在教學的過程中，帶著發(fā)現問題、解決問題的初衷，才能發(fā)現和提出極具探究價值的化學問題，并且借助于此，培養(yǎng)學生的綜合發(fā)展能力，同時對原有實驗進行進一步探究、客觀評價，進行實驗改進的設想，最終形成獨立思考、敢于質疑和改進的創(chuàng)新精神。

具有探究價值的素材的挖掘可以是多方面的。在日常教學中，可以借助科學史話、資料卡片等形式加以滲透。如通過瑞利對稀有氣體“氬”的發(fā)現史;借助波義爾、羅蒙諾索夫、拉瓦錫等對質量守恒定律的探究等，教育學生養(yǎng)成嚴謹求實的科學態(tài)度。還可以在概念教學中加以挖掘，如對于飽和溶液定義的教學，采用探究式教學，層層遞進，讓學生在不斷的認知沖突中獲取新知識。另外，對人教版初中化學教材中100多個課內外實驗篩選后會發(fā)現，可以加以利用并培養(yǎng)學生探究與創(chuàng)新意識的實驗還是很多的。

如人教版九年級化學第二單元《課題1空氣》中有關“空氣是由什么組成的”教學，如果按照正常的教學設計，可以讓學生有一定的知識性收獲，知道空氣不是一種純凈物，是由氮氣、氧氣等氣體組成的混合物，氧氣約占空氣總體積的1/5。但當多年以后，學生不再從事化學這一行業(yè)之時，有多少學生還記得化學這一學科？有多少學生還記得1/5這一數據？即使記得，又有什么特別的意義？思維能力是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，所以在此內容的學習中，孩子們學會的應該是從化學課程中獲得基本的分析、解決問題的能力，以及在解決問題的過程中養(yǎng)成的尊重事實和證據、不迷信權威、獨立思考、敢于質疑和批判的精神。對此部分實驗內容，我是這樣設計的：

【自主學習】自讀教材，思考以下問題并交流：

1.日常生活中的哪些現象可以證明空氣的存在？

2.空氣中含有哪些物質？哪些事實可以證明它們的存在？

【活動一】感恩前輩，感悟方法

1.實驗回顧：介紹科學家（拉瓦錫）對于空氣組成的探究。

2.方法感悟：從拉瓦錫的實驗中感悟其思路與方法，品味其嚴謹的科學態(tài)度。

3.客觀評價：從拉瓦錫當時的時代背景，以及現代人的角度客觀評價拉瓦錫實驗的成功與不足之處。

評價1：邁出了從定性到定量這關鍵性的一步;

評價2：實驗裝置太復雜;

評價3：實驗時間過長;

評價4：實驗用品為汞，不安全、不環(huán)保;

評價5：現象可能不太明顯;

評析與說明：踏著前人探究的腳步前行，不失為一種快速學習與成長的捷徑，相信但不迷信權威又是科學研究以及學習必須具有的科學態(tài)度。通過討論交流，對前輩的研究進行客觀公正的評價，不僅是對前輩的尊重，更是自身進步的源泉所在，于是這就有了以下的“活動二”。

【活動二】實驗模仿，學會超越

1.實驗方案設計

要求：利用所學知識，以及所提供的實驗儀器與用品（亦可使用生活中的器具替代），以學習小組為單位，借助小組的優(yōu)勢，參照拉瓦錫的實驗思路與方法，設計出安全高效、簡易可行的實驗方案。

實驗用品：集氣瓶、燒杯、導管、燃燒匙、小木條（燃燒會生成二氧化碳）、蠟燭、鐵絲（燃燒需要高濃度的氧氣;生銹也能消耗氧氣，但需要較長時間才能顯現。）、紅磷（可在空氣中燃燒，生成白色五氧化二磷固體）、硫（可在空氣中燃燒，生成二氧化硫氣體。）

2.方案交流與評價

各小組設計方案的交流與互評。

3.分組實驗

評析與說明：在學生們確定實驗方案，并進行實驗后，絕大多數選用紅磷進行實驗的小組匯報：所測氧氣體積普遍不足空氣的1/5，在對實驗各環(huán)節(jié)逐一分析后發(fā)現，都沒有明顯的問題。“氧氣的體積小于空氣的1/5”屬于系統誤差，還是偶然誤差？此時學生們又一次陷入迷茫：如若放棄對此誤差的分析，科學探究也將失去其本真的意義，同時失去的也將是學生嚴謹求實的科學精神。因此，我增加了以下環(huán)節(jié)，將“再探究”實驗作為“活動三”布置為課外實驗加以完成。